两步接枝聚合法对PVDF中空纤维微孔膜的亲水化改性研究

然而，由于PVDF 膜表面能较低，缺少引发活性点，不易在其表面进行含有烯烃基两性离子单体的接枝聚合反应。因此，需要在PVDF 膜表面引入活性位点。Chiang[4]通过臭氧引发的方法在PVDF 超滤膜上形成了活性点并制得磺胺类甜菜碱改性PVDF 超滤膜。Qian Li 等人[5]首先利用LiOH·H2O 对PVDF表面进行羟基化，提供活性基团，进而在PVDF 微孔膜表面上固定引发剂并发生3-(甲基丙烯酰胺)丙基-二甲基(3- 磺丙)胺（MPDSAH）和甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯（MEDSA）的接枝聚合反应，最终获得了具有较好抗污染稳定性的改性PVDF 中空纤维微孔膜。

 

除此之外，用于PVDF 膜表面羟基化处理进而提供活性位点的方法主要还有紫外光[6]、等离子体[7]等。其中，表面引发原子转移自由基聚合（ATRP）具有反应条件较温和、聚合工艺设备简单、形成的聚合物结构可控均一且平整性强的优点[8-9]，因而在高分子膜表面可控改性中具有良好的应用前景。铈离子引发聚合反应的活化能较低，在室温附近就能顺利发生反应，而且引发速度快，引发重现性强，接枝效率高，反应产生的均聚物少，在接枝共聚反应中具有明显的优势[10]。Qian Li 等人[11]利用ATRP 和铈离子引发接枝共聚的两步法，将两性离子polyMPDSAH接枝于PVDF 中空纤维膜的外表面，获得了具有抗污染性能的电解质响应膜。

 

本文利用了一种两步聚合法，首先由PVDF 膜外表面引发甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）的ATRP 反应，引入羟基活性位点，然后再利用铈离子引发两性离子MEDSA 单体在膜表面的接枝共聚反应，最终得到改性PVDF 中空纤维微孔膜（polyMEDSA-c-polyHEMA-g-PVDF）。本文重点考察了第二步聚合过程中两性离子、引发剂和交联剂的不同浓度对改性PVDF 膜性能的影响。通过静态接触角测量表征了PVDF 膜外表面的亲水性。最后，通过蛋白质吸附和循环微滤的实验证实了改性PVDF 中空纤维膜的抗污染性。